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Ressortforschungsplan 2024, Sicherheitsaspekte im Leben von Traktions/Industrie-Batterien

Durch den rasanten Aufbau einer Industrie zur Fertigung von Tranktionsbatterien, auch getrieben durch die begrenzte Neuzulassung von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor, stellt sich zunehmend die Frage nach Sicherheitskonzepten im gesamten Lebenszyklus von Batterien. In der Regel handelt es sich während der Fertigung und des Recyclings um Anlagen, die nach der Störfallverordnung genehmigt werden. Im Mittelpunkt stehen aktuell Herstellungsanlagen zur Zellenfertigung, um Speichersysteme in denen eine Second-Life Nutzung erfolgt und um Recyclinganlagen, die in Größenordnungen der Zellenfertigung aufgebaut werden. Es ergeben sich Fragen zur Sicherheit der Fertigungsprozesse, zukünftig zur Weiterverwendung genutzter Batterien im Second-Life und während des Recyclings. In dem geplanten Projekt sollen daher diese Fragen identifiziert und mögliche technische Lösungen zur Minimierung des Gefahrenpotentials gefunden werden.

Teilvorhaben: Herstellung und Charakterisierung dreidimensionaler Elektroden^Trockene Fertigung von Lithium-Ionen-Zellen (DryLIZ), Teilvorhaben: Verfahren zur Elektrodenfertigung und Konfektionierung

Wesentliches Ziel dieses Projektes ist die Umstellung auf Beschichtungsprozesse, die ohne organische Lösungsmittel auskommen. Neben Kosteneinsparungen werden dadurch Umwelt- und Sicherheitsaspekte verbessert. Darüber hinaus wollen die industriellen und institutionellen Partner in dem hier beantragten Projekt gemeinsam die Entwicklung einer modularen Lösung zur direkten Integration der Klimatechnik in Fertigungsstraßen vorantreiben. Folgende Teilthemen werden im Rahmen des Vorhabens betrachtet: -qualitätsgerechte Elektrodenbeschichtung mit wasserbasierten Elektrodenwerkstoffen und 'trockene' Elektrodenbeschichtung im Rolle-zu-Rolle-Verfahren -Elektroden- und Zellcharakterisierung zur Evaluierung der Fertigungsschritte und der erforderlichen Arbeitsatmosphäre -Konfektionieren der Ausgangsmaterialien durch Trennen mittels Laserstrahlschneiden (kontinuierliche Vereinzelung unter gleichzeitigem Materialvorschub) - Demonstration neuartiger Lösungen zur Integration der Klimatechnik in die automatisierte Fertigung. Als ein Element in der komplexen Fertigungsstraße zur Lithium-Ionen-Zellfertigung soll ein Versuchsstand aufgebaut werden. Dieser Testaufbau soll anlagentechnisch die klimatisch kritischen Schritte von der Zuführung des Elektrodenmaterials als Rolle über den Zuschnitt bis zum Ablegen in einer Pufferzone abdecken. Mess- und Steuerungstechnik ist direkt in den Versuchsstand zu integrieren.

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